脫硝催化劑能否升級換代？
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圖為山東天璨環保科技有限公司生產車間。
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◆本報記者周雁凌王學鵬
“NOx（氮氧化物）入口平均濃度327.3mg/m3，NOx出口平均濃度15.55mg/m3，脫硝效率達到95.25%。”這是山東省茌平信源鋁業有限公司6號機組的脫硝數據。記者了解到，公司實現了NOx超低排放，采用的不是傳統的釩鈦系脫硝催化劑，而是稀土基脫硝催化劑，這種催化劑可再生多次重復使用，最終廢棄催化劑不屬于危險廢棄物。
在日前舉辦的中國（淄博）稀土應用與環保技術高端論壇上，專家表示，傳統的釩鈦系脫硝催化劑使用廢棄后，屬于危險廢物，需要作為危廢處理處置。稀土基脫硝催化劑彌補了以上不足，消除了企業處理、處置危廢的后顧之憂，建議推廣。“推廣稀土基脫硝催化劑還能推動我國輕稀土利用平衡，促進稀土產業健康發展。但是，推廣這種催化劑還任重道遠，需要多方給力。”
?稀土基催化劑壽命長可再生
以稀土為主要活性組分；使用國產化原料，大幅降低生產成本；可適用于火電、玻璃、鋼鐵冶煉、陶瓷生產、化工等領域
針對傳統釩鈦系脫硝催化劑存在的問題，山東天璨環？萍加邢薰久闇拭撓醮呋瘎┑臒o毒高效制備技術，聯合南京工業大學對稀土脫硝催化劑進行研發，已經形成了具有完整自主知識產權的創新成果。
“公司研發了稀土摻入的過渡金屬復合氧化物脫硝催化劑新體系，以及具有助催化脫硝功能的新型ATS多相蜂窩陶瓷支撐體。并采用國產化原料制備催化劑，大幅降低生產成本。”公司總經理王志民向記者介紹說。
另外，這種催化劑脫硝活性溫度窗口寬泛（250℃~450℃），脫硝效率可達90%以上，抗中毒能力強，脫硝催化劑支撐體的軸向抗壓強度高，耐水性能好。“與普通催化劑3年左右的壽命相比，新型催化劑的使用壽命可達10年，活性降低后經處理可再生多次，重復使用。最終廢棄催化劑還可制作建筑材料，從根本上解決了有毒催化劑二次污染問題。”王志民表示。
記者了解到，截至目前，公司已開發出第四代產品，活性更高，生產過程及后續處理環保性能也有顯著提升。產品已應用于60余項工程，包括山東天源熱電有限公司2×300MW上大壓小燃煤機組脫硝擴建工程、華能淄博白楊河發電有限公司6號爐SCR煙氣脫硝催化劑改造工程等。
廣東省佛山市南海長海發電有限公司副廠長王小平告訴記者：“電廠對1號、2號、12號鍋爐機組進行了環保設施升級改造。其中，脫硝系統采用稀土基脫硝催化劑，使用一年半來，運行效果良好。關鍵是省心，不用擔心傳統廢舊催化劑的處置問題。”
記者從天璨環保公司的稀土基催化劑工程業績表上看到，這種產品可應用于燃煤電廠，還已經推廣至玻璃、鋼鐵冶煉、陶瓷生產、化工等領域。比如魯西化工2×480t/h鍋爐脫硝改造工程、秦皇島市訊發玻璃有限公司280T/T熔窯玻璃脫硝工程等。
?每年有望形成10萬m3稀土基催化劑需求量
政策要求加強釩鈦系催化劑監管，鼓勵推廣稀土基催化劑，為新催化劑推廣提供空間；推廣稀土基催化劑，不僅減少全國危廢產生量，還有助于推動輕稀土利用平衡
近年來，國家對脫硝催化劑（釩鈦系）加強監管，除環境保護部專門下文外，湖北、新疆等省級環保部門也相繼出臺文件，鼓勵企業使用不含五氧化二釩的脫硝催化劑，切實從源頭上減少廢煙氣脫硝催化劑（釩鈦系）的產生量。
釩鈦系催化劑被納入危廢管理，對脫硝催化劑的使用管理提出了更加嚴格的要求，也為新型高效無毒脫硝催化劑的推廣使用提供了更多的市場機會。
業內人士表示，按照火電行業總裝機量8.8億千瓦、浮法玻璃窯爐600條、陶瓷行業窯爐6000座以上計算，預計2017年國內脫硝催化劑需求總量約30萬m3。隨著國家環保政策及標準的不斷嚴格，鋼鐵、化工、水泥、機動車、輪船等行業脫硝催化劑的用量也將持續增加。“目前稀土基脫硝催化劑的市場占有率僅為4%，如若占有率提升至30%，預計國內每年需要稀土基催化劑約10萬m3。”
“我國稀土儲量達6588萬噸，是世界上稀土資源儲量及品種最豐富的國家，但是出現結構性過剩、輕稀土應用水平較低的情況，每年約富余4萬噸～5萬噸鑭、鈰元素。”王志民告訴記者，如果國內每年需要稀土基催化劑10萬m3，則需要鑭、鈰氧化物約5000噸，可消化目前輕稀土鑭、鈰年產量的1/10。
因此，稀土基煙氣脫硝催化劑產業發展，不僅可減少危廢產生量，還有助于推動我國輕稀土利用平衡，為合理應用輕稀土鑭、鈰資源開辟新途徑。
?市場認可度還需2年~3年培育
無毒脫硝理念的普及，還需要政策予以支持；市場存在一定的利益壁壘；工信部正在制定政策，鼓勵催化劑上下游企業合作
“盡管無毒稀土基催化劑生產技術已經成熟，但是由于在電廠及其他脫硝行業的工程應用時間短，市場認可度還需要2年~3年時間培育。”王志民認為，廢棄的釩鈦系催化劑對水和土壤的二次污染危害尚未凸顯，隨著更換期來臨，無毒脫硝理念的普及尤為迫切，僅靠企業單純的市場行為還不夠，需要政策予以支持。
“目前，國內大的電力集團和部分地方電力集團也有自己的催化劑生產廠家，并且生產的是釩鈦催化劑，有的還產能過剩。因此，脫硝催化劑市場存在一定的利益壁壘，推進無毒稀土脫硝催化劑應用存在多個挑戰。”王志民坦言。
不過，工業和信息化部原材料工業司稀土處副處長馮猛透露，工信部正在制定《稀土行業發展規劃（2016—2020）》，圍繞稀土綠色化應用，推動建立科研、催化劑生產企業、用戶等參與的上下游合作機制，加快技術成果轉化和產業市場推廣，鼓勵稀土催化原料生產企業與相關燃煤電廠、擁有工業窯爐的原材料企業合作，改造傳統釩鈦系催化材料生產線。
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廢舊催化劑要找安全去處
處理成本高，處理能力不足
◆本報記者周雁凌王學鵬
根據統計，目前95%以上火電廠采用的是SCR（選擇性催化還原）脫硝技術，使用的催化劑多數為釩鈦系，即以V2O5（五氧化二釩）為活性成分。V2O5有較高的毒性，失活的催化劑屬于危廢，必須交由專業的危廢處理企業處置，處理費用達5000元/m3~8000元/m3。
大規模脫硝帶來大量廢舊催化劑，如果隨意堆存或不當利用，將造成嚴重的環境污染和資源浪費。與此相對應的是，亟待提升危廢處理、處置能力。
山東環保技術服務中心原主任李寶林介紹說，山東省危險廢物年產生量大，而省內持有危險廢物經營許可證的單位危廢利用處置能力有限，遠不能滿足處置需求。
“煙氣脫硝過程中產生的廢釩鈦系催化劑被列入《國家危險廢棄物名錄》（2016版），每年將有上萬噸廢催化劑產生。面對如此情況，必須迅速摸清底數，建設完善處置設施。同時，要大力推廣使用稀土基催化劑。”他說。
據了解，環境保護部2014年曾下發《關于加強廢煙氣脫硝催化劑監管工作的通知》，明確規定相關部門、單位要強化廢煙氣脫硝催化劑（釩鈦系）的源頭管理，從產生、貯存、轉移和利用處置等各環節加強管理防護，并定期向社會公示。要提高再生和利用處置能力，避免二次污染。
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